DE1807145A1 - Verfahren zum Fibrillieren von Faeden - Google Patents

Description

• Verfahren zum Fibrillieren von Fäden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fadens mit einer Vielzahl davon abgespreizter Fibrillen oder Fäserchen aus einem relativ schweren Einzelfaden, Band, Streifen oder Fadenbündel. Durch eine mechanische Vorbehandlung werden Spaltungen und Risse in dem Faden erzeugt, so daX das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen beträchtlich erhöht wird. Danach wird die Fibrillierung des vorbehandelten Fadens abgeschlossen, indem man ihn der Wirkung eines Gasstrahls aussetzt, wodurch die Fibrillen oder Fäserchen von dem Faden abgespreitzt werden und ein Garn hoher Bauschigkeit erhalten wird. Dieses Garn kann wie Naturstapelfaser zu Cord verarbeitet, versponnen oder zu Geweben verarbeitet werden.
• Garne aus endlosen Fäden sind als solche dann nicht fur dio Herstollung von Textilien geeignet, wenn eß auf guten Griff, gutes Deckvermögen, d.h. hohhen Bausch je Gewichtseinheit Gewebe, Wärme oder ästhetische Gesichtspunkte ankommt, weil solche Fäden eine glatte Oberfläche, einen gleichbleibenden Durchmesser und einen runden oder annähernd runden Querschnitt haben und sich daher dicht aneinander legen. Die daraus hergestellten Gewebe haben eine unerwünscht hohe Dichte, ein geringes Isoliervermögen und ein geringes Deckvermögen. Außerdem ist ihre Berührungsfläche, wenn sie an der llaut werden werden, verhältnismäßig groß, so daß sie sich für den Träger klemm anfühlen. Ein großer Prozentsatz der Gesamtproduktion an endlosen synthetischen Fäden für Textilien wird daher zunächst zu STapel zerschnitten und als Stapel versponnen, so daß bauschigere Gerne erhalten werden. Die Herstellung von Garnen aus Stapelfaser ist aber ein zeitraubendes une kostspieliges Verfahren. Die Stapel muß zunächst zu Garn versponnen und dann verstreckt werden, um die einzelnen Fäden zu Fadenbündeln auszurichten und den Durchmesser des BUndeis dann beiw Zwirnen zu verringern, und das Zwirnen ist notwendig, um zu verhindern, daß benachbarte Fasern aneinander entlang gleiten und sich voneinander lösen. Die Festigkeit von aus Stapelfaser erhaltenem Garn ist natürlich geringer als die von Garnen aus endlosen Einzelfäden.
• Außerdem sind die Kosten von Stapelgarn umso höher,je niedriger sweins Denierzahl ist, da eins gute Festigkeit in dünnen Garnen bei guter Gleichmäßigkeit nur durch starke Zwirnung erzielt werden Kann. Außerdem ist es schwierig, eine gute Gleichmäßigkeit des Gefüges von Stapslgarn und eine gleichmäßige Denierzahl bei gleichzeitig hoher Festigke@ und noch schwieriger, eine bestimmte ungeordnete oder regelmäßige Ungleichmäßigkeit der Textur oder Denierzahl, wie sie erforderlich sind, um bestimmte ästhetische Effekte hervorzurufen, zu erzielen.
• Es ist seit einiger Zeit bekannt, garnartige Fäden durch Fibrillieren, d.h. Abspreitzen von Fäserchen aus hochorientierten Filmen herzustellen. Die dabei erhaltenen Produkte besaßen aber entweder zu geringe Festigkeit oder waren zu grob, um ohne weitere Behandlung fUr die herstellung von Textilien hoher Qualität verwendet werden zu können, oder sie hatten nicht die Bauschigkeit, die für ein gutes Deckvermögen erforderlich ist. Üblicherweise müssen diese Produkte noch einer Zwirnung und bzw. oder Krduselung unterworfen werden. D.h. bei einer solchen mechanischen Fibrillierung wird entweder die Festigkeit des Fadens unzulässig verringsrt, oder die Fibrillierung muß abgebrochen werden, bevor das Produkt die erwünschte Bauschigkeit hat, d.h. während die von dem Faden abgespaltenen Fibrillen oder Fasern noch sehr nahe zu der Fadenachse orientiert sind, dth. zu dicht an dieser liegen, so daß das Garn nicht die erwünschte Bauschigkeit hat.
• Aufgabe der Erfindung ist daher die Herstellung eines bauchigen Garns aus einem Einzelfaden, Band, Streifen oder Fadenbündel statt aus Stapelfaser.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man den Faden einer mechanischen Bearbeitung zur Vergröflerung des Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen durch die Einführung von Spalten und Riseen unterwirft und den so bearbeiteten Faden dann der spreitzenden Wirkung eines Gasstrahles hoher Geschwindigkeit unterwirft, so daß er zu einer Vielzahl von über intermittierende Verbindungsstellen zunammenbängenden Fasern aufgespalten Mird, er@te Stufe des zweistufigen Verfahrens der Erfindung eht alse in einer mechanischen Vorbehandlung des Fadens, durch die er in seiner Längsrichtung in viele dünne Fibrillen oder Fasern ausgespalten wird. Diese mechanische Vorbehandlung wird beendet, bevor die Festigkeit des Fadens unerwünscht absinkt. Zu diesem Zeitpunkt sind die "Fibrillen" oder Fasern des gespaltenen Fadens noch eng an der Fadenachse orientiert, und der Faden hat noch nicht die gewünschte Bauschigkeit, d.h. die Fibrillierung oder Faserung ist noch unzureichend.
• In der zweiten Stufe des Verfahrens wird der gespaltone Faden auseinandergespreitzt, d.h. der Wirkung eines starken Gasstrahls ausgesetzt. Dadurch werden die Fibrillon voneinander getrennt und das Garn wird floclcig oder bauschig, ohne weiter an Festigkeit zu verlieren.
• Wie in der tJßA-Patentschrift 3 177 557 festgestellt, ist schon versucht oben, mit einem Gasstrahl eine Fibrillierung hervorzurufen. Dieses Vorfahren war jedoch nur.an dunnen geschlitzten Film@n und nicht an dickeren Streifen oder herkömmlichen Einzelfäden durchführbar. Gemäß den Lehren dieser Patentschrift wird ein sehr dllnner Film durch eine Zone hoher Turbulenz, die durch einen Luft- oder Gasstrahl hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, geführt. Dis dabei erzeugten Garne haben eine Anzahl von Nachteilen. Beispielsweise haben die darin anwesenden Fibrillen oder Fasern eine trapezoide Form, deren geringate Abmessung diejenige des in die Zone eingeführten Films ist, und außerdem dann, wie erwähnt, das Verfahren nur mit sehr dünnen Filmen, deren Herstellung mühsam ist und eine besondere Technik erfordert, durchgeführt werden. Eine Fibrillierung dicker Filme oder anderer Gebilde, wie schwerer Einzelfäden oder Bänder ist nach diesem Verfahren, wenn überhaupt, so nur unter Verwendung eines Luftstrahls außerordentlich hoher Geschwindigkeit möglich und daher praktisch nicht oder nur in einer komplizierten Vorrichtung, deren Erstellung das Verfahren unwirtschaftlich macht, durchführbar. Auch können Filme der gewünschten Feinheit oft nur unter Verwendung einer Lösung erhalten werden, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit beeinträchtigt und die Kosten der Produktion erhöht werden.
• Schließlich ist das Verfahren sehr wenig anpassungsfähig, so daß spezielle Texturierungen, Denierzahlen und bzw. oder Färbungen nicht erzielt werden können.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, wie erwähnt, Bauschgarne hergestellt, indem man einen Faden mit zusammenhängender Querschnittsfläche, beispielsweise einen Einzelfaden oder ein Band oder eine geschlitzten Film durch eine mechanische Bearbeitung in Längsrichtung in viele dünne Fibrillen oder Fasern, die jedoch nur in geringem Ausmaß voneinander getrennt sind, spaltet. Anschließend werden die vorgebildeten Fasern durch die Einwirkung eines Gasstrahls vollständiger voneinander getrennt und sind dann an ungeordnet verteilten Stellen untereinander verbunden, so daß ein einbeitliches und leicht verarbeitbaars darn erhalten wird, das ohne Zwirnung eine gute Festigkeit basitzt.
• Die Tau des erhltenen Garns, d.h. die mittlere Feinheit der auseinandergespreitzen Fasern, ihre mittlere Länge, die Anzahl Verbindungsstellen und die Anzahl freier Enden dieser Fasern kann durch die Wahl der Vorrichtung für die mechanische Behandlung,die Geschwindigkeit der Durchführung des Fadens oder Bandes durch diese Vorrichtung und die Frequenz und die Weglänge der hin- und hergshenden Einheit dieser Vorrichtung @eeinflußt werden. Dio der Aufspaltung des Fadens oder Bandes dienende mechanische Bchandlung kann durch die Hin- und Herbswegung einer Einheit der dafür verwendeten Vorrichtung bewirkt werden und kenn auf einem Biegen, Bürsten, Walzen, Reiben, Stoßen, Zwirnen, Schlagen usw. des Fadens beruhen.
• Der mechanischen Vorbehandlung unterworfene Fäden, die das in Figur 6B gezeigte Aussehen haben, können ein gegenüber den Ausgangsfäden beträchtlich erhöhtes Deckvermögen, d.h. eine stark verbesserte Bauschigdeit besitzen und sich hinsichtlich Aussehen und Festigkeit gut für die Herstellung von beispielsweise Teppichen oder als Verfestigungsmittel eignen, haben jedoch noch keine optimalen Eigenschaften, wie Bauschigkeit, Griff- und Isoliervermögen, wie sie für vielo vorwendungszwecke erwünscht sind, weil die Mehrzahl der abgespaltenen Fasern noch dicht aneinander und in Richtung der Fadenachse crientiert liegen. Die Trennung der Fasern oder Öffnung der Struktur, Abspreitzung der freien Enden und igre Disorientierung von der Fadenachse wird erzielt, indem man den mechanisch fibrillierten Faden durch eine Zone führt, in der er einem Luftstrahl hoher Gesehwindigkeit ausgesetzt wird. Indem der Faden fortlaufend durch dis Zone mit dem turbulenten Gasstrom geführt wird, wird die Länge der einzelnen Fasern erhöht, die Bauschigkeit des Fadens durch weitere Abspaltung von Fasern erhöht, freie Faserenden werden abgespreitzt, und es kommt allgemein su einer Disorganisierung und Disorientierung des in der ersten Stufe des Verfahrens vorgebildeten drei-dimensionalen Netzwerks.
• Die erhaltenen Fäden haben nickt nur auch ohne Zwirnung ausreichende Festigkeit für eine Verarbeitung zu Textilien, sondern außerdem die oben erwähnten optimalon Eigenschaften.
• In den Zeichnungen sind Figuren 1, 2 und 3 schematische Darstellungen von Mitteln zur mechanischen Bearbeitung von Fäden in der r Vorbehandlungsstufe des Vere fahrens der Erfindung.
• Figur 4 zeigt eine weitere alternative Vorrichtung zur glochnnischon Boarbeitung des Fadens in der Vorbehandlungsstufe.
• Figur 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Auseinanderspreitzung des vorbehandelten Fadens mit einem Gasstrahl hoher Geschwindigkeit Figuren 6A, 6B und 6c zeigen einen Faden vor der Behandlung gemäß der Erfindung bzw. nach der mechanischen Vorbehandlung und nach der spreitzung durch einen Gasatrahl.
• Figuren 7A, 7B und 7a sind Mikrophotographien von Querschnitt der in den Figuren 6A, 6B und 6C gezeigten Fäden.
• Gemäß Figur 1 erfolgt die mechanische Vorbehandlung des Fadens dadurch, daß man ihn zwischen zwei Walzen 20 und 21 hindurchführt. Ein Gemisch von wenigstens zwei praktisch nicht miteinander mischbaren Polymeren wird aus dem Extruder 10 durch eine Spinndüse 11 geführt. Der extrudierte Faden 12 wird unter einer Rolle 13 in einem KUhlbad 14 hindurchgeführt und läuft dann über eine Orientierungseinrichtung met zwei Sätzen Godet-Rollen 16 und 17 und einer Heizvorrichtung 18, wo er verstreckt wird. Von dort wird der verstreckte Faden 19 zwischen zwei Walzen 20 und 21 hindurchgeführt, und der Spalt zwischen diesen Walzen wird so eng gehalten, daß der Faden gequetscht wird, so daß er aufgespalten und seine Oberfläche erhöht wird, indem die nicht miteinander mischbaren Komponenten des Fadenmaterials in der Fadenlängsrichtung mechanisch voneinander getrennt werden. Dann wird der Faden 22 von einer Spule 25 aufgenommen, oder er kann, bevor er aufgespult wird, der in Figur 5 gezeigten Spreitzung durch einen Gasstrahl unterworfen werden.
• Die mechanische Vorbehandlung kann auch dadurch erfolgen, daß man den Faden zwischen geriefelten Walzen oder Walzen mit anderen unebenen Oberflächen durch@ührt. Gemäß Figur 2 wird dor Faden 19 zunächst zwischen zwei Walzen 27 und 28 mit ineinander greifenden Einkerbungen, durch die der Faden mechanisch gebogen wird, geführt. Der so vorbearbeitete Faden 22A läuft dann über eine Führung 33, einem zweiten Walzenpaar 29, 30, beispielsweise Drahtbürstenwalzen, zu, durch die Zerteilung des Fadens erhdht wird. Diese Walzen 9 und 30 können sich so drehen, daß sie den Faden 22A in Richtung zu der Aufn@hmerolle 25 ziehen.
• Gemäß Figur 3 wird der orientierte Faden 19 vorzugsweise im Winkel über eine scharfe Kante 32 gezogen, dann (22B) unter einer Führungsrolle 33 durchgeführt und vor der Aufopulung auf de Rolle 25 noch zwischen zwei Bürstenwalzen 34 und 35 (die gleich den Walzen 29 und 90 sind, sich Jedoch in entgegengesetzter Richtung drehen) durchgeführt.
• Eine weitere Fibrillierungsvorrichtung ist in Figur 4 gezeigt.
• Der Faden wird durch Löcher in wenigstens zwei dicht nebeneinander angeordneten Platten geführt, und die eine Platte wird relativ zu der anderen hin und herbewegt. Diese Biegungsvorrichtung ist im einzelnen in der Patentanmeldung P (Folio 13 060) der gleichen Anmelderin vom gleichen Tag beschrieben. In der in Pigur 4 gezeigten Ausführungsform weist sie zwei stationäre Platten 42 und 43 und eine um einen Drehzapfen 52 hin- und herbewegliche Platte 41 auf. Der Antrieb der Platte 41 erfolgt durch den Motor 44, die Drehzapfen 47 und 48 und die Pleuelstange 46.
• Die Platten 41, 42 und 43 können aus irgendeinem geeineten Material, beispielsweise Metall, Holz, Kunststoff usw.
• bestehen. Der Faden, das Band oder der Filmstreifen 19 wird, während er durch die Bewegung der Platte 41 in dem Raum zwischen den Platten, wo er nich für einige Zeit aufhalten muß, gebogen, gerieben, gedreht und geschlagen wird, durch die Löcher in den Platten gezogen. Der Lauf das Fadens wird dadurch bewirkt, daß der bearbeitete Faden 22C von einer Aufnahmerolle 25, die von einem Motor 53 angetrieben wird, aufgewickelt wird.
• Figur 5 zeigt eine Vorrichtung zur Spreitzung des vorbehandelte Fadens. Diese Vorrichtung weist ein kurzes Rohr 55 von geeigneten Abmessungen, bsispielsweise einem Innendurchmesser von etwa 1 bis 3 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm auf, in das von einem Ende durch ein Rohr von geringerem Durchmesser oder ene Düse 56 Luft oder ein anderea geeignetes Gas von einer Quelle 57 geblasen wird. Am anderen Ende des Rohrs 55 und etwas von der zentralen Stellung, wo das Gas direkt auftreffen würde, verschoben ist ein Hindernis 58 angeordnet. Dieses Hindernis 58 hat die Aufgabe, die Turbulenz des Gasstromes zu erhöhen und dadurch seine Spreitzungswirkung zu verbessern. In der Zeichnung ist dieses Hindernis 58 als ein zylindrisches Element, von dem das durch das Rohr 55 strömende Gas abgelenkt wird, gezeigt.
• Das mechanisch vorbehandelte Garn wird besipielsweise durch oine von einem Motor angetriebene Rolle 25 aur der Spindel 60 dem Rohr 55 mit bestimmter Geschwindigkeit zugeführt.
• Der in dem Rohr 55 auseinander gespreitzte Faden 61 wird um eine Führung geringer Reibung 62 geführt, und diese Führung sitzt auf einem durch Spannung betätigten Hebel 64 einer auf die Fadenspannung ansprechenden Vorrichtung 65, die die Geschwindigkeit der Aufnahmerolle 63 steuert. D.h. wenn die Spannung des Fadens 61 sinkt, senkt sich der Hebel 64,und die Geschwindigkeit des Motors 66 und damit der Aufnahmerolle 63 wird erhöht, so daß der Faden mit erhöhter Geschwindigkeit aufgewickelt wird. Damit wird die Spanning des Fadens wieder erhöht, der Hebel 64 wird über die daran befestigte Führung 62 wieder angehoben, und damit wird die Geschwindigkeit des Motors 66 und der Aufnahme rolle 63 wieder verringert. Statt auf eine Rolle 63 aufgespult zu werden, kann der behandelte Faden 61. aber auch beispielsweise direkt seinem Verwendungszweck zugeführt werden.
• Damit durch den Luftstrahl ein Faden mit der gewünschten Bauschigkeit, Faserlänge, Deckvermögen usw. erhalten wird, müssen in der ersten Stufe des Verfahrens, d.h.
• der mechanischen Vorbehandlung des Fadens eine ausreichende Menge an Spaltungen in dem Faden erzeugt werden.
• Dabei ist doch nicht unbedingt notwendig, daß der Faden tatsächlich zu Fasern aufgespalten wird.Es kann vielmehr schon genügen, daß soin Gefüge hinreichend zerschlagen oder geschwächt wird. Der Grad der Vorbehandlung oder Gefügeschwächung, bei dem der Luftstrahl wirksam wird, hängt beispielsweise von dem Material, aus dem der Faden besteht, der Ari; seiner Herstellung, dem Aufbau der Luftstrahlvorrichtung, der Geschwindigkeit des Luftstrahls, der Relation zwischen den Abmessungen des Luftstrahls und denjenigen des aufzuspreitzenden Faden, Bandes oder dergleichen, der Zeit, für die der Faden dem Luftstrahl ausgesetzt wird,usw. ab. Die Besohreibung eines komplexen Systems, wie es ein durch die mechanische Vorbehandlung geschwächtes Fadengefüge ißt, ißt schwierig. Man kann beispielsweise die Anzahl und mittlere Größe der Fasern je Querschnittsflächeneinheit, die mittlere Länge einer Faser zwischen zwei Verbindungsstellen, die Anzahl freier Enden je Einheit Fadenlänge usw. angeben. Zuverlässiger als eine solche Beschreibung ist jedoch die Angabe zweier mikroskopisch feststellbarer Parameter für den Grad der Vorbehandlung, nirnlich die Erhöhung des Verhältnisses Oberfläche zu Volumen und das Mindestverhältnis Oberfläche zu Volumen des Fadens vor seincn Eintritt in die Gasstrahlbehandlungszone.
• Im allgemeinen wird be einem tinzelfaden mit einer Denier@ahl von 100 bis 1500 aus einem Gemisch nicht miteinander verträglicher fadenbildender Polymerer, der einer mechanischen Vorbehandlung gemäß der Erfindung unterworfen wurde, bei Verwendung einer Luftstrahlvorrichtung, wie sie in Figur 5 gezeigt ist, mit einem Luftdruck Uber etwa 2,10 atü dann eine merkliche Verbesserung der Bauschigkeit,des Deckve@mögens, des Griffs und anderer für die Herstellung von Textilien wesentlicher Eigenschaften erzielt, wenn a) durch die mechanische Vorbehandlung wenigstens eine beträchtliche Erhöhung und im allgemeinen wenigstens eine Verdoppelung und vorzugsweise wenigstens eine Verdreifachung des Verhältnisses Oberfläche zu Volumen des Einzelfadens bewirkt wurde und b) das Verhältnis Oberfläche zu Volumen in dem mechanisch vorbehandelten, gaschwächten Gsfüge größer ist als 300 cm-1 und vorzugsweise größer als 400 cm-1. Die Wirkung des Luftstrahls nimmt natürlioh mit zunehmendem Verhältnis Obsrfläche zu Volumen bsi gegebener G@samtquerschnittsfläche zu.
• Die Erfindung soll im folgenden anhand von Beispielen veranschaulicht werden.
• Eeispiel 1 Ein trockenes Gemisch aus 70 Gow.-% Nylon-6-Pellets (Molckulargewicht 29000, Plaskon 8203 der Allied Chemical Corporation) und 30 Gew.-% Polyäthylenterephthalat-Pellets mit einer reduzierterten Viskosität in m-Cresol von 0,3 bei einer Konzentration von 1,5% wurde geschmolzen und mit einer Temperatur von 280°C zu einem Einzelfaden mit einem Durchmesser von 03508 mm extrudiert. Der Faden wurde verstreckt, indem man ibn über zwei Walzen, von denen die zweite sich rascher dreht als die erste, führte , wobei der aden zwischen beiden Walzen durch ein be konstanter Temperatur gehaltenes Ölbad lief. Die Verstreckung erfolgte im Verhältnis 4:1 bei 140°C. Der Faden wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 3,05 m/min durch die in Figur 4 gezeigte Vorrichtung geführt und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 6,1 m/min durch die in Figur 5 gezeigte Vorrichtung geführt und einem Luftstrahl von 2,1 atü ausgesetzt. Man erhielt ein bauschiges Garn aus vielen miteinander verbundenen Fäserchen, deren Querschnitte unterschiedlich geformt waren. Die Fibrillen oder Fäserchen hatten eine mittlere Denierzahl von 3,5.
• Die Festigkeit des Garns im nicht@gezwirnten Zustand (zero twist strength) betrug 2,57 g/don.
• Beispiel 2 Ein trockenes Gemisch aus 62 Gew.-% Polypropylen-Pellets vom mittleren Molkulargewicht 296000 und 38 Gew.-% Polyäthylenterephthalat-Pellets mit einer reduzierten Viskosität von 0,6 in m-Crosol wurde bei 280°C zu sinem Einzelfaden mit einem Durchmesser von 0,508 mm ext@udiert.
• Der Faden wurde wie in Beispiel 1, jedoch in zwei Stufen, verstreckt: zunächst bei 100°C im Verhältnis 3:1 und dann bei 150°C im Verhältnis 2:1. Der verstreckte Faden wurde mit einer Geschwindigkeit von 3,05 m/min durch die in Figur 4 gezeigte Vorrichtung und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 6,1 m/min durch die in Figur 5 gezeigte Vorrichtung geführt. Der Luftdruck in der Luftstrahlvorrichtung betrug 2,1 atü. Das erhaltene Garn glich demjenigen von Beispiel 1. Die Fibrillen oder Fäsorchen hatten eine mittlore Denierzahl von 4,5. Die Festigkeit im nicht-gezwirnten Zustand betrug 2,72 g/den.
• Beispiel 3 Ein trockenes Gemisch aus 60 Gew.-% Nylon-6-Pellets mit eincm Molekulargewicht von 18000 (Plaskon 8201 der Allied Chemical Corporation), 20 Gew.-% eines niedrig-molekularen Polyüthylenterephchalats mit einer reduzierten Viskosität von 0,3 in m-Cresol und 20 Ge@.-% (Trockongewicht) Polypropylen vom mittleren Molekulargewicht 296000 wurde bei. 280°C zu einem Einzelfaden mit einem Durchmesser von 0,508 mm extrudiert. Der Faden wurde zunächst bei 100°C im Verhältnis 3:1 und dann bei 150°C im Verhältnis 1,5:1 verstreckt. Der verstreckte Faden wurde nach dem Verfahren der Beispiele 1 und 2 in cin Bauschgarn übergeführt. Das Garn glich im Aussehen den Garnen der Beispiele 1 und 2, hatte jodoch einen weicheren Griff und zeigte eine Anzahl abgespreit@te kurze Faserenden. Die Fäserchen hatten eine mittlere Denisrzahl von 3,0. Das Garn hatte im nicht-gezwirnten Zustand eine Festigkeit von 1,3 g/den.
• Ähnliche Garne werden erhalten, wenn die Vorbehandlung des Fadens in den in den figuren 1, 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen erfolgt.
• Beispiel 4 Ein trockenes Gemisch aus 60 Teilen Nylon-6 mit einer Ameisensäure-Viskosität von 70, 20 Teilen Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten Viskosität von 0,3 und 20 Teilen Polypropylen vom Schmelzindex 15 wurden 30 Minuten in einer Kugelmüble miteinander vermischt.
• Alle Polymeren wurden in der form von Pellets eingesetzt und gründlich getrocknet. Das Gemisch wurde unter Verwendung eines Reifenhauser-Extruders unter den folgenden Bedingungen extrudiert: Zylindertemperatur (Zone 1) 260°C; Zylindertemperatur (Zone 2) 265,6°C Temperatur in der Düse 265,6°C; Schneckendruck 70,3 kg/cm2; Druck im spinnloch 63,3 kg/cm2; Querschnitt des Spinnlochs krsisförmig, Durchmesser 1,02 mm. Der extrudierte Faden wurde in oinem 7,5 cm unter dem Spinnloch angeordneten Wassorbad abgesohrackt. Er hatte einen Durchmesser von 0,711 mm.
• Dieser Faden wurde auf einem auf 170°C geheizten Walzenstuhl zu verschiedenen Dicken abgeflecht und unter Verwendung eines Heizblockes von 160°C und bei ciner Liefergeschwindig k@it von 91 cm/min in Verhültnis 2:1 verstreckt. Die so erhaltenen orientierten Bänder hatten die folgenden Dicken: 0,13 mm, 0,25 mm und 0,38 mm.
• In einer Versuchsreihe wurden die Bänder nur durch die Luftstrahlvorrichtung einem Luftstrahl von 7,30 atü ausgesetzt. Dabei konnte nur an dem dünnsten Band eine Fibrillierung oder Faserung bomerkt worden. Die Bänder mit 0,25 mm und 0,38 mm Dicke wurden durch diese Behandlung nicht verändert.
• In der zweiten Versuchsrelhs wurden die 0,25 mm und 0,38 mm dicken Bänder zunächst in der in Figur 4 gezeigten Vorrichtung vorbehandelt, wodurch ihr Gefüge geschwächt wurde.
• Wenn diese mechanisch vorbehandelten Bänder unter den gleichen Bedingungen durch die Luftstrahlvorrichtung geführt wurden, wurde ein bauschiges Gefüge mit einer großen Anzahl Fibrillen oder Fäserchen erhalten.
• Beispiel 5 Ein trockenes Gemisch aus 50 Teilen Nylon-6 vom mittleren Molekulargewicht 18000, 25 Teilen Polyäthylenterephthalat mit einer r@duzierten Viskosität in m-Cresol von 0,3 dl/g und 25 Teilen Polypropylen vom Schmelzindex 15 wurde 30 Minuten in einer Kugelmühgle gemischt. Alle Polymeren wurden in der Form gründlich getrookneter Pellets eingesetzt. Das Gemisch wurde dann mit einem Reifenhauser-Extruder unter den folgenden Bedingungen extrudiert: Zylindertemperatur in Zone 1 260°C; Zylindertemperatur in Zone 2 265,6°C; Schneckendruck 70,3 kg/cm2;Druck im Spinnloch 63,3 kg/cm2; Querschnitt des Spinnlochs kreisförmig, Durchmesser 1,02 mm.
• Der extrudierte Faden, der in einen 7,5 cm unter dem Spinnloch angeordneten Wasserbad abgeschreckt wurde, hatte einen Durchmesser von 0,356 mm. Dieser Faden wurde unter Verwendung eines Heizblockes von 160°C und einer Liefergeschwindigkeit von 3,05 m/min im Verhältnis 4:1 verstreckt, in der in Figur 4 gezeigten Vorrichtung mechanisch vorbehandelt, wie im einzelnen in der Patentanmeldung P (Folio 13 060 der gleichen Anmelderin vom gleichen Tag) beschrieben und dann durch die in Figur 5 gezeigte Luftstrahlvorrichtung geführt. Der Druck des Luftstrahls betrug 2,8 atü. Der Grad der Fibrillierung des Fadens sowie sein Ausschen in den verschiedenen Stufen des Verfahrens ist aus den photographischen Wiedergaben der Figuren 6A, 6B und 6C ersichtlich.
• Figur 6A zeigt den unbehandelten verstreckten Faden. Figur 6B zeigt den gleichen Faden nach der mechanischen Vorbehandlung, und Figur 6C zeigt den durch den Luftstrahl gespreitzten Faden.
• Die Figuren 7A, 7B und 7C zeigen die Wirkung der srfindungs...
• gemäßen Bchandlung am Fadenquerschnitt. Figur 7A zeigt den verstreckten Faden mit einer Denierzahl von 350 und einem Verhältnis Oberfläche zu Volumen von 175 cm-1 .
• Nach der mechanischen Vorbehandlung beträgt das Verhältnis Oberfläche zu Volumen etwa 500 cm-1, bestimmt wie oben beschrieben. Obwohl das Vorhältnis Oberfläche zu Volumen durch die mechanische Vorbchandlung beträchtlich erhöht ist, ist die Fibrillierung nach dieser Vorbahandlung für die Vererbeitung des Fadens oder Garns für Textilien im allgemeinen nicht ausreichend. Figur 7C zeigt den Querschnitt des Fadens oder Garns nach der Spreitaung mit einem Luftstrahl. Die Anzahl Fasern für den gleichen Querschnitt wie in Figur 7A und 7B beträgt 836 bei einer mittleren Denierzahl je Faser von 0,42.
• Die Bedeutung der mechanischen Vorbehandlung wurde ermittelt, indem man eine Probe des verstreckten Fadens chne mechanische vorbehandlung durch die gleiche Luftstrahlvorrichtung laufen ließ. Der Faden zeigte selbst bei Anwendung eines Luftstrahldruckes bis zu 7,03 atü keine Anzeichen einer Spaltung, d.h. das Ausschen des Fadens unterschied sich nicht von dem in Figur 6A gezeigten.

Claims (8)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Fibrillieren eines Fadens aus einem Gemisch von wenigstens zwei verschiedenen Polymeren, d a d u r c h g e k e n n z e i O h n e t , daß man den Faden einer mechanischen Verabeitung zur Vergrößerung des Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen durch die Einführung von Spalten und Rissen unterwirft und den so bearbeiteten Faden dann der spreitzenden Wirkung eines Gasstrahls hoher Geschwindigkeit unterwirft, so daß er zu einer Vielzahl von über intermittierende Verbindungsstellen zusammenhängenden Fasern ausgespreitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die mechanische Vorbehandlung in der Weise erfolgt, daß man den Faden durch Durchführe@ zwischen zwei Walzen quetscht,

3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die mechanische Vorbeh@nlung dadurch erfolgt, daß man den Faden durch Löcher in wenigstens zwei eng nebenein@nder angeordneten Platten, von denen wenigstens eine sich mit Bezug auf die andere hin- und herbewegt, laufen läßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die mechanische Vorbchandlung dadurch erfolgt, daß man den Faden über eine scharfe Kante führt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die mechanische Vorbchandlung durch Bürsten des Fadens erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man den vorbehandelten Faden durch ein Rohr in gleicher Ricbtung mit einem durch das Rohr geblasenen Gasstrahl laufen läßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß man den Gasstrahl, nachdem er das Rohr durchsetzt hat, auf ein Hinderniß stoßen läßt, um seine Turbulenz und damit seine Spreitzwirking zu erhöhen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d@ß das Verhältnis Oberfläche zu Volumen auf mehr als 400 cm-1 erhöht wird.